Випускна робота "Впровадження елементів STEM – освіти у навчання природничо – математичних дисциплін"

Про матеріал

Перегляд файлу

Міністерство освіти і науки України

Комунальний заклад «Житомирський обласний інститут

післядипломної педагогічної освіти»

Житомирської обласної ради

Кафедра методики викладання навчальних предметів

Випускна робота

Впровадження елементів STEM – освіти у навчання природничо – математичних дисциплін

Виконала

Ночевчук Марія Володимирівна,

слухач курсів підвищення кваліфікації

вчителів математики та фізики,

вища кваліфікаційна категорія,

учитель математики та фізики

Червоногранітнянської ЗОШ І-ІІ ступенів

Хорошівського району,

кваліфікація за дипломом – учитель

математики та фізики,

проходження курсів

з «22» січня по «18» травня

моб.тел.097-497-52-44

Житомир – 2018 р.

Зміст

Вступ……………………………………………………………………………3

РОЗДІЛ І. Теоретичні аспекти інноваційної моделі STEM – освіти………..7

1.1. STEM – освіта – шлях до майбутнього…………………………………..7

1.2. STEM у світі……………………………………………………………….8

1.3. STEM в Україні……………………………………………………………9

1.4. Тлумачне поняття «STEM» та «STEM – освіта»……………………….11

1.5. Мета та завдання STEM – освіти……………………………………….12

1.6. Впровадження STEM в освітній процес………………………………..14

1.7. STEM – освітні технології навчання та їх можливе співвідношення

із традиційними методами……………………………………………..16

1.8. Засоби STEM – навчання………………………………………….........18

РОЗДІЛ ІІ. Методичні аспекти реалізації STEM – освіти в освітній процес…………………………………………………………………………20

2.1. Особливості реалізації STEM – освіти у навчання математики……...20

2.2. Особливості реалізації STEM – освіти у навчання фізики…………...24

2.3. Інтеграція навчання – основний складник STEM – освіти…………...27

2.4. Проект як засіб реалізації STEM – освіти на уроках математики та

фізики………………………………………………………………………...30

2.5. Робототехніка та моделювання………………………………………..33

2.6. STEM – освіта в позакласній роботі вчителя фізики та математики…………………………………………………………………..35

ВИСНОВКИ………………………………………………………………….38

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ………………………………40

Вступ

Визначення актуальності теми випускної роботи. Особливої уваги набуває зараз проблема формування самостійності учнів, спроможності отримувати, аналізувати інформацію та приймати оптимальні рішення, використовувати в практичній діяльності нові інформаційні технології. Людина не в змозі мати повний об’єм знань з того чи іншого предмета. На перше місце виступає не здобуття суми знань, а вміння знайти потрібну інформацію та практично її використовувати. Концепція модернізації освіти, яка базується на основі «Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти»[21, 22] орієнтована на реалізацію компетентнісного підходу в освіті, на формування ключових компетентностей, тобто готовності учнів використати набуті знання,навчальні вміння і навички, а також засоби діяльності в житті для виконання практичних і теоретичних завдань. Виокремлення в навчальних програмах наскрізних ліній ключових компетентностей спрямоване на формування в учнів здатності застосовувати знання і вміння у реальних життєвих ситуаціях. [57,c.7, 58,с.10] Стрімкий розвиток ІТ-галузі, нанотехнологій виявляє потребу у досвідчених фахівцях, а значить, виникає гостра освітня потреба у якісному навчанні сьогоднішніх учнів технічним дисциплінам - математиці, фізиці, інженерії, програмуванню. Освіта повинна бути випереджальною. Оновлені цілі і зміст освіти вимагають оновлення методів і форм викладання, пошуку ефективних напрямів і методик, нових педагогічних технологій. Одним із напрямків інноваційного розвитку природничо-математичної освіти є система навчання STEM, завдяки якій діти розвивають логічне мислення та технічну грамотність, вчаться вирішувати поставлені задачі, стають новаторами, винахідниками. STEМ-освіта дозволить зміцнити та вирішити найбільш актуальні проблеми майбутнього.[50,с.1] Головна мета впровадження STEM- освіти полягає у реалізації державної політики з урахуванням нових вимог Закону України «Про освіту» щодо посилення розвитку науково-технічного напряму в навчально-методичній діяльності на всіх рівнях.[50,с.2,90,с.33] Основні ключові компетентності концепції «Нової української школи» гармонійно входять у систему STEM-освіти, створюючи основу для успішної самореалізації особистості і як фахівця, і як громадянина [50,с.2]. Впровадження системи STEM-освіти продиктовано вимогою «нової економіки» . У віддаленому майбутньому з’являться професії, які будуть пов’язані з технологією і високо технологічним виробництвом на стику з природничими науками. Здобуття сучасних професій потребує всебічної підготовки та отримання знань із різних освітніх областей природничих наук, інженерії, технологій та програмування, напрямів які охоплює STEM-освіта. Використання провідного принципу STEM- освіти–інтеграції сприяє більш якісній підготовці молоді до успішного працевлаштування та подальшої освіти, яка вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять.[50,с.1] Про те, що потрібно поєднувати науки в школі, працювати на їх практичну направленість говорять вже давно, посилаючись на тести PISA та приклади країн Північної Америки, Європи. Наявність підвищеного інтересу до різних аспектів STEM- освіти засвідчують численні публікації вітчизняних науковців. Більшість серед них стосується загальних аспектів впровадження STEM- освіти в Україні, її проблеми та перспективи (Василашко І. П.,Морзе Н.В.,Шарко В. Д.,Галата С., Коршунова О., Патрикеєва О. та ін…). Питанням впровадження інноваційних технологій в сучасну освіту займалися українські вчені М. Головань, Ю. Горошко, А. Єршов, Т.Чепрасова та ін… Науковці досліджують проблеми і перспективи STEM-освіти, STEM- напрями, розкривають особливості використання ігрових технологій в STEM, висвітлюють проблеми STEM-підготовки вчителів тощо. Успішні практики впровадження елементів STEM-освіти у базову школу сприяли підвищенню зацікавленості науковців, практикуючих учителів, педагогів щодо реалізації ідеї STEM-навчання на практиці. Разом із тим, практичні питання щодо реалізації STEM-освіти у школі залишаються недостатньо вивченими. В методичних рекомендаціях щодо впровадження STEM- освіти в навчальних закладах України зазначається, що з метою мотивації учнів до науково-дослідної діяльності викладачам необхідно використовувати у своїй роботі напрацювання таких науково-педагогічних працівників, як Андрущенко Т. І.,Буліга С.М., Бревус С. М., Величко В. Ю., Гальченко С. А., Глоба Л. С., Гуляєв К. Д., Камишин В. В., Клімова та інших.[50, с.8] Проблемам STEM- освіти присвячено наукові праці зарубіжних вчених: Хізера Гонсалеса, Джеффрі Куензі, Девіда Ленгдона, Кейта Ніколса та інших. На думку багатьох дослідників, STEM- освіта сьогодні – важливий і перспективний напрямок інноваційної освіти в усьому світі, ціль якої підготовка учнів до більш ефективного застосування отриманих знань для розв’язання професійних завдань та проблем . Однак питання ефективності впровадження STEM- освіти є недостатньо дослідженими. Метою даної роботи є систематизація та узагальнення наукової інформації з обраної теми, теоретичне обгрунтування розкриття особливостей використання та висвітлення практичних питань реалізації елементів STEM- освіти у навчання математики та фізики у основній школі. Завдання випускної роботи: визначити сутність та напрямки розвитку STEM-освіти, особливості впровадження елементів STEM-освіти у навчання природничо-математичних дисциплін загальноосвітніх закладів, виділити можливості використання існуючих STEM-технологій у навчанні математики та фізики. Обєкт дослідження: уроки математики та фізики в основній школі. Предмет дослідження: методика впровадження елементів STEM-освіти у навчання природничо-математичних дисциплін в основній школі. Методом дослідження даного питання є вивчення наукової літератури, сучасних педагогічних досліджень та публікацій про STEM-освіту, їх аналіз, синтез провідних ідей та формулювання власних цілей, узагальнення досвіду вчителів математики та фізики і методистів, спостереження за особливостями навчального процесу в школі, де я працюю, та практичне впровадження елементів STEM-освіти на уроках математики та фізики і у позакласній роботі з цих предметів. Апробація результатів здійснювалася у процесі організації освітнього процесу в Червоногранітнянській загальноосвітній школі І-ІІ ступенів на засіданні динамічної групи вчителів природничо-математичного циклу (2017 р., 2018 р.), на засіданні творчої групи школи (2017 р.), на засіданні педагогічної ради (2018 р.). Практична значущість: вчителі природничо-математичних дисциплін можуть використовувати у процесі викладання математики, фізики, природознавства, хімії, географії та біології у класах середньої школи та у позакласній роботі з учнями із вказаних предметів. Структура роботи: робота складається зі вступу, двох основних розділів і висновку,списку використаної літератури, додатків. Загальна кількість сторінок 39.

Розділ І. Теоретичні аспекти інноваційної моделі STEM – освіти.

1.1.STEM- освіта шлях - до майбутнього

Вся економіка нашої країни обертається навколо математики. Ми живемо у високотехнологічному суспільстві: у ньому дуже велике значення має техніка і технології. Нині техніка полегшує наше життя. Але техніка має і зворотний бік – іноді вона виходить з-під контролю людини і може стати причиною техногенної катастрофи. Тому важливо навчити людей грамотно користуватися технікою, знати і виконувати правила техніки безпеки, вміти чітко і зрозуміло розповісти іншим правила безпечного користування технічного пристрою, знати ознаки його неправильної роботи та де можна його полагодити. Тобто володіти основами інженерних знань. І вже не йдеться про фахівців певної галузі: сьогодні такими знаннями має володіти кожний з нас, адже техніка є у кожній домівці і часто від того, наскільки грамотно вона використовується залежить безпека (а іноді і життя) не однієї людини. Сучасна школа повинна перебудовуватися у відповідності до виклику часу та готувати школярів до існування в інформаційно-технологічному суспільстві. Світ високих технологій потребує фахівців, які уміють працювати на межі різних дисциплін, розв’язувати складні задачі, працювати в команді, мають навички критичного мислення. Спеціалісти майбутнього повинні мати відповідний багаж знань з природничих наук, математики, технологій,інженерії, бути досвідченими фахівцями, а значить, виникає гостра освітня потреба у якісному навчанні сьогоднішніх учнів технічним дисциплінам. Освіта повинна бути випереджувальною, відповідати тенденціям розвитку суспільства в майбутньому. Держави, орієнтовані на технологічний прогрес, першими усвідомили цю проблему. Так виник новий тренд в освіті-STEM.[90,с.32]

1.2. STEM у світі.

Найбільш активно просувають STEM-підхід в освітньому напрямку США. Програма STEM впроваджується на державному рівні. У лабораторії нанотехнологій Каліфорнійського університету в Сан-Дієго у складі дослідницької групи працюють студенти з Білорусі, Таїланду й Мексики. Вони проводять дослідження в галузі сонячної енергетики. . В США у 2013 році було введено новий трьохкомпонентний стандарт природничо-наукової освіти: Practices – наукові та інженерні навички, Content - основні предметні знання, Crosscutting concepts - узагальнюючі (наскрізні ) уміння.[37,87, 33,с.46] До реалізації програми впровадження STEM в освіті також долучилися керівники провідних компаній в галузі ІТ-технологій і телекомунікацій. Серед меценатів – ТОП-менеджмент таких найвідоміших компаній, як Іntel, Xerox, Time Warner та інші. До проекту залучені фонд, заснований Біллом і Меліндою Гейтс та Нью-Йоркський фонд, заснований корпорацією Карнегі та ін.. В результаті була створена некомерційна організація Change the Equation, що підтримує освіту за STEM- напрямками [89, 33, с.47]. Багато країн слідом за США підхопили ініціативу розвитку STEM-освіти. Вже сьогодні навчальні заклади Франції, Великої Британії, Австралії, Ізраїлю, Китаю, Сінгапуру пропонують сертифіковані державні освітні програми в науково-технічній сфері та ведуть підготовку STEM-фахівців. Значних економічних успіхів добився Сінгапур. Сінгапурська система освіти незмінно перспективна. Прийняттям двомовності з англійською мовою (в доповнення до рідної мови), зосередженістю на науці, технології, інженерії та математиці (STEM)- Сінгапур передбачив багато з ключових стратегій в галузі освіти. Ще 2002 році була запущена ініціатива «Перетворення Сінгапуру». Уряд Сінгапуру реформує систему освіти так, щоб стимулювати креативні якості молоді. [33, с.49]. Саме завдяки використанню STEM-технологій світової слави здобули такі визнані генії, як Білл Гейтс, Ілон Макс, Стівен Хокінг, Тім Бернерс-Лі, Пітер Хігтс, Юрій Ізот та ін.. [87] За даними досліджень, залучення одного відсотка населення до STEM-професій, приносить економіці держави ріст ВВП на 50 млрд. доларів США.До розвитку STEM також залучені Вєтнам, Гонконг, Катар, Канада, Україна та ін..

1.3. STEM в Україні. Сьогодні Україна знаходиться на шляху інтенсивного розвитку і потребує значної кількості висококваліфікованих спеціалістів в інноваційній сфері. Одним із напрямків інноваційного розвитку природничо-математичної освіти є система навчання STEM , завдяки якій діти розвивають логічне мислення та технічну грамотність, вчаться вирішувати поставлені задачі.[50, с.1, 90,с.32] В Україні вже робляться перші кроки з упровадження системи навчання STEM . У початковій школі здійснюється формування навичок дослідницької діяльності у формі, доступній для даного віку дітей; закладаються основи обізнаності зі STEM-галузями і професіями; відбувається стимулювання інтересу учнів до подальшого опанування курсів, пов’язаних зі STEM. У середній школі вводяться міждисциплінарні програми навчання, збільшується поінформованість учнів зі STEM- предметів і професій. У старшій школі забезпечується складна програма навчання з акцентом на застосуванні STEM-предметів, пропонуються курси і шляхи для підготовки у STEM-областях і професіях. При цьому, на кожній стадії навчання ця система розвиває здібності учнів до дослідницької, аналітичної роботи, експериментування, критичного мислення; з’єднує шкільні й позашкільні можливості та форми навчання.[87, 89] Науковці вважають, що впровадження в Україні STEM- навчання сприятиме: - переходу до освітнього процесу, який передбачає розвиток особистості, спрямований на практичну підготовку майбутніх учителів природничо-математичних дисциплін та підвищення кваліфікації педагогічних кадрів; підготовці до впровадження нових підходів до навчання та сучасних ІКТ; - налагодженню видавництва методичної, науково-популярної, довідкової літератури та створенню інформаційно-методичних комплексів з природничо-математичних предметів , а також забезпеченню умов їх використання у школі; виробництва вітчизняного навчального обладнання і дидактичних засобів навчання. [37, 59,76,87, 89,33,с.47 ] Для просування сучасних підходів в галузі освіти в Україні було створено Інститут модернізації змісту освіти (ІМЗО). Згодом, ініціативу підтримали провідні компанії, що працюють на території України: Ericsson, Intel, Melexis, OSTCHEM, Syngenta, HAEK «Енергоатом». В результаті була створена Коаліція STEM-освіти в Україні та громадська організація «Центр «Розвиток соціальної корпоративної відповідальності», що об’єднує 38 компаній. Коаліція –STEM- освіти – це платформа для об’єднання компаній , навчальних закладів, асоціацій, експертних організацій, муніципалітетів та ЗМІ заради підвищення якості STEM- освіти в Україні. [37, 33, с.46] Система вже закріплена на рівні законодавства України. Впровадження STEM-освіти здійснюється відповідно до освітніх законів України та наказів МОН України. [90,с.33] Результати вступних кампаній 2015-2017 років засвідчили, що в Україні природничо-математична освіта поки що не входить до найбільш затребуваних серед абітурієнтів, а відповідно й не є державним пріоритетом. Тому розвиток цього напряму модернізації освіти є актуальним для нашої країни. Не дивлячись на стрімкий розвиток даної методики освіти, можуть пройти роки поки вона буде поширена в українських школах.

1.4.Тлумачення поняття «STEM» та «STEM-освіта». STEM- освіта – це низка чи послідовність курсів або програм навчання, яка готує учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи або для того й іншого, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять. [33,37,50, 87, 89, 90] Хоча єдиного розуміння цього поняття немає, навіть там, де зародилася STEM-освіта - у США. Кожна країна визначає його самостійно. Загальним розумінням у світі є те, що така система освіти навчає дитину жити у реальному швидкоплинному світі, який постійно змінюється, вміти реагувати на ці зміни, критично мислити, бути загально розвиненою творчою особистістю. Діти, що проходять навчання за такою системою, беззаперечно стають лідерами соціуму, легко адаптуються та знаходять своє місце в житті. Акронім STEM вживається для позначення популярного напряму в освіті, що охоплює природничі науки (Science),технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics). Це напрям в освіті, при якому в навчальних програмах посилюється природничо-науковий компонент у поєднанні з інноваційними технологіями [33, 50, 87, 89]. Технології використовують навіть у вивченні творчих, мистецьких дисциплін. Сьогодні існує декілька варіантів цього терміну: STEM=Science+Technology+Engineering+Mathemаtics (природничі науки, технологія, інжиніринг, математика). STEAM=Science+Technology+Engineering+Arts+Arts+Mathematics (природничі науки, технологія, інжиніринг, мистецтво, математика). STREAM=Science+Technology+Reading+wRiting+Engineering+Arts+Mathematics (природничі науки, технологія, читання, письмо, інжиніринг, мистецтво, математика).[33, 50, 87, 88, 89, 90] Взяті окремо чотири предмети STEM визначаються таким чином: - наука є визначенням природного світу, у тому числі законів природи, пов’язаних з фізикою, хімією, біологією, а також оперуванням або застосуванням фактів, принципів, концепцій, пов’язаних з цими дисциплінами; - технологія включає в себе всю систему людей і організацій, знань, процесів і пристроїв, які входять до створення та функціонування технологічних артефактів, а також самі артефакти, тобто продукти технологічної діяльності; - інжиніринг є сукупність знань про дизайн та створення продуктів і способу вирішення проблеми. Інжиніринг використовує поняття науки та математики, а також технологічні процеси та інструменти; - математика вивчає закономірності і взаємозв’язки між величинами, цифрами та формами. Математика включає теоретичну математику і прикладну математику. [89, 87] Як бачимо, математична складова є невід’ємною в будь-якій STEM-модифікації, а також помічаємо, що розпочатий рух впровадження STEM-освіти в Україні не обмежується певними віковими рамками для учнів. У Проекті Концепції STEM-освіти в Україні зазначається «STEM-освіта-категорія, яка визначає відповідний педагогічний процес (технологію) формування і розвиток розумово-пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає конкурентну спроможність на сучасному ринку праці. STEM- освіта здійснюється через міждисциплінарний підхід у побудові навчальних програм закладів освіти різного рівня.» [66] 1.5. Мета та завдання STEM-освіти. Мета STEM – освіти – підготовка учнів до післяшкільного навчання і працевлаштування відповідно до вимог 21-го століття.[66] Головна мета STEM - освіти – полягає у формуванні і розвитку розумово – пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає конкурентну спроможність на ринку праці; удосконаленні науково-дослідної та інженерної освіти в навчальних закладах.[66, 88] Основним завданням STEM – освіти є: - формування найбільш затребуваних на ринку праці ХХІ ст. компетенцій і навичок: готовність до розв’язання складних практичних проблем, критичне мислення , креативність ,організаційні здібності,уміння працювати в команді, емоційний інтелект,здатність ідентифікувати та управляти своїми власними емоціями та емоціями інших людей, оцінювати проблеми і приймати рішення;здатність до ефективної взаємодії, уміння спілкуватися з різними людьми; уміння домовлятися; когнітивна гнучкість; - різнобічний розвиток індивідуальності дитини на основі виявлення її задатків і здібностей у природничо - математичній сфері, формування ціннісних орієнтацій, задоволень і потреб; - становлення у підростаючого покоління цілісного наукового світогляду, загальнонаукової, загальнокультурної, технологічної, комунікативної і соціальної компетентностей на основі засвоєння системи знань про природу, людину, суспільство, виробництво; - формування соціально-компетентної особистості, здатної здійснювати самостійний вибір і приймати відповідальні рішення у різноманітних життєвих ситуаціях; - виховання в особистості любові до праці, забезпечення умов для її життєвого і професійного самовизначення, формування готовності до свідомого вибору і оволодіння майбутньою професією.[66] STEM - освіта – це творчий простір світогляду дитини, де вона не тільки готується до дорослого життя, а й повноцінно реалізує свої потреби. Тому вся діяльність щодо впровадження STEM-освіти вибудовується так, щоб сприяти становленню особистості. [66] 1.6. Впровадження STEM в освітній процес. STEM - освіта в Україні здійснюється на трьох рівнях: формальна, неформальна, інформальна.[66, 37, 90, с.34] Структура STEM- освіти визначається Державним стандартом загальної середньої, позашкільної, дошкільної, вищої освіти та спеціалізованими стандартами STEM-освіти. Основними ланками впровадження STEM-освіти в Україні є: - початкова – здійснюється у дошкільних навчальних закладах, початковій школі та закладах позашкільної освіти, які займаються початковою науково-технічною творчістю; - базова – включає в себе освіту учнів 5-9 класів у закладах різних типів; - профільна – здійснюється на базі профільних класів та у профільних навчальних закладах; закладах, що на експериментальному рівні впроваджують STEM- освітні програми, позакласну, виховну роботу, організовані проекти, конкурси, змагання та інші заходи, що не суперечать цілям і завданням STEM- освіти; - вища/професійна – підготовка фахівців різних STEM- професій на базі вищих навчальних закладів; - педагогічна – підготовка вчителів та інших членів педагогічних колективів до викладання STEM-освітніх курсів.[66, 88.89] В системі загальної середньої освіти виокремлюється 3 етапи реалізації напряму STEM через певну інтеграцію традиційних навчальних предметів і курсів математики, фізики, хімії, біології, географії, астрономії, технології на кожному з етапів навчання. [66] 1. Початкова школа. Основне завдання-стимулювання допитливості і підтримки інтересу до навчання і пошуку знань, мотивація до самостійних досліджень, створення простих приладів, конструкцій тощо. Шляхом проведення навчальних екскурсій, днів науки,творчості, винахідництва, впровадження проектного навчання має здійснюватися формування навичок дослідницької діяльності, закладання основ обізнаності зі STEАM- галузями професіями; стимулювання інтересу учнів до подальшого опанування курсів, пов’язаних зі STEAM. 2.Середня школа. Основне завдання-викликати у дитини стійку цікавість до природничо-математичних наук, дати сукупність практично важливих знань, необхідних для подальшого життя людини у техносфері, глибокого розуміння екології і природи в цілому. Залучення до дослідництва, винахідництва, проведення інтегрованих уроків, тематичних тижнів, навчальних практик, реалізація міждисциплінарних проектів, участь у спеціалізованих гуртках, конкурсах, фестивалях. Збільшується поінформованість учнів зі STEM- предметів і професій, а також академічних вимог у STEM- областях і професіях. 3.Старша школа. Основне завдання-сприяння свідомому вибору подальшої освіти STEM профілю, поглиблена підготовка з груп предметів STEM (профільне навчання), освоєння наукової методології, пропонуються курси із конкретними освітніми проектами, реалізація яких включає в себе використання STEM- компетентностей, які учень отримав в базовій школі; готує учнівську молодь до успішної післяшкільної зайнятості та освіти.[66] Звичайно, STEM-технології доцільно реалізувати у класах із природничо-математичним та технологічним профілями в старшій школі, коли відбувається вибір учнями основного профілю навчання. При цьому , навчальний процес необхідно акцентувати на профорієнтаційній діяльності, спрямованій на успішне застосування отриманих знань у визначених STEM-галузях. STEM - підходи до навчання передбачають поступове нарощення самостійної діяльності учнів: - у 1-5 класах стимулювання учнів до проведення пошукової роботи під керівництвом вчителя; - у 6-8 класах спроби проведення дослідницьких робіт на основі навчального матеріалу з програми (виконати всі етапи наукового дослідження і самостійно отримати новий для них факт); - у 8-9 класах самостійне дослідження теми, що виходить за межі програмного матеріалу. Учні працюють самостійно і лише інколи радяться з вчителем. Результат – написання і захист роботи на МАН, участь у творчих конкурсах і фестивалях. - у 9-12 класах наукове дослідження за обраною темою, досягнення практичного результату, розробка Startup. [87,37, 89]

1.7. STEM-освітні технології навчання та їх можливе

співвідношення із традиційними методами. В основі традиційного навчання лежить комунікативна модель, згідно з якою процес навчання розглядається як обмін інформацією між вчителем та учнями, увага акцентується на запам’ятовування і відтворення. Функція вчителя – інформаційна і контролююча. Учень використовує книги, в основному, для домашньої роботи . Важко не погодитися з Володимиром Співаковським, президентом корпорації «Грант», ініціатором інновацій в українській освіті, що процес навчання в сучасних умовах повинен відбуватися інакше: «Раніше було так: взяв підручник, знайшов параграф, вивчив тему, вирішив пару завдань, запам’ятав формули, здав залік, отримав оцінку…, все забув, перейшов до наступного параграфу. Тепер повинно бути інакше. Отримав індивідуальну задачу, склав список джерел інформації, добув їх, профільтрував на достовірність, зіставив між собою цифри і думки, вибрав потрібні. Отримав результат, презентував його соціуму (вчителю, однокласникам), заробив багатовекторну оцінку у вигляді індексу своїх власних особистісних досягнень. І приступив до наступного завдання. Це інша технологія… У підсумку кожен школяр розвиває системне , критичне і позитивне мислення, зв'язок конкретного з абстрактним. Це і є ті компетенції, про які всі говорять… І тоді мало-помалу вийде абсолютно нова система освіти, коли знання будуть плавно переходити в вміння, вміння – в навички, навички – в компетентність, компетентність – в особистісний ріст, особистісний ріст – в розум, кмітливість і перспективу успішного життя».[70] В порівнянні з традиційною освітою, при впровадженні в освітній процес STEM-навчання змінюється звична для нас форма викладання, коли урок побудований навколо вчителя. За STEM-методикою, в центрі знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок. STEM - освіту часто називають «навчанням навпаки», «перевернутою освітою». І все тому, що шлях «від теорії до практики» у STEM зазвичай зворотний: спочатку практика (придумування та конструювання пристроїв і механізмів…), а вже потім, у процесі цієї діяльності, - опанування теорії і нових знань. Потрібно відмітити такі переваги STEM-освіти: - за STEM методикою, в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб і помилок; -STEM-освіта – це творчий простір світогляду дитини, де вона не тільки реалізовує свої потреби, а й готується до дорослого життя у соціумі, роблячи усвідомлений вибір майбутньої професійної діяльності; - на відміну від класичної, в нашому розумінні, освіти, за STEM, дитина отримує набагато більше автономності. На процес навчання набагато менше впливають стосунки, що склалися між учнем та вчителем, що дає можливість більш об’єктивно оцінювати прогрес. За рахунок такої автономності, дитина вчиться бути самостійною, приймати власні рішення та брати за них відповідальність; - уроки за STEM-технологією дозволяють не тільки вивчати теоретичний матеріал. Але і закріплювати знання за допомогою можливостей практичного застосування різноманітних завдань, які можуть бути настільки цікаві, що їх трудність не викликатиме неприйняття у учнів.[87, 89] Навчання за STEM сприяє профорієнтації учнів, скеровує їх на здобуття потрібних нашій державі професій, які, на даний момент не є такими популярними серед дітей. Руфат Азізов (генеральний директор Unimetal Group: «Освіта нового покоління») визначив 10 переваг STEM-освіти над традиційною: 1.Інтегроване навчання по «темах», а не по предметах. 2.Застосування науково-технічних знань в реальному житті. 3.Розвиток навичок критичного мислення і розв’язання проблем. 4.Підсилення впевненості у своїх силах. 5.Активна комунікація і командна робота. 6.Розвиток інтересу до технічних дисциплін. 7.Креативні й інноваційні підходи до проектування (STEM –навчання включає шість етапів: проблема (питання, задача), обговорення, конструювання, дизайн, тестування і розвиток). 8.Місток між навчанням і кар’єрою. 9.Підготовка дітей до технологічних інновацій життя. 10.STEM як доповнення до шкільної програми.[37, 87, 89]

1.8. Засоби STEM-навчання. Реалізація ідей STEM-освіти потребує використання таких засобів, які допоможуть краще засвоювати науково-технічні знання, розвиватимуть навички критичного мислення, стимулюватимуть інтерес учнів до інженерних і технічних спеціальностей. Засоби STEM-навчання – це сукупність обладнання, ідей, явищ і способів дій, які забезпечують реалізацію дослідно-експериментальної, конструкторської, винахідницької діяльності у освітньому процесі. Вони виконують такі основні функції: інформаційну, практичну, креативну, контрольну. Види засобів STEM-навчання досить різноманітні, їх склад залежить від рівня розвитку науки, техніки та інформаційних технологій: - друковані методичні засоби: підручники, електронні підручники. Навчальні посібники, картки-завдання, навчальні інструкції, навчальні алгоритми; - наочне приладдя: натуральне – обладнання, прилади, інструменти, матеріали, зразки тощо; образне (зображувальне) – фотографії, репродукції картин художників, плакати; знаково – символічне – знакові моделі. Графіки, схем, таблиці; - технічні засоби навчання: інформаційні – відеоапаратура та контролюючі – тренажери, прилади для діагностики процесів.[50, 37, 89] Використання засобів STEM-освіти дає можливість учням здійснювати проектну та дослідницьку діяльність, засвоювати науково-технічні знання, розвивати навички критичного мислення. Найбільш поширені засоби, що використовуються у STEM- освіті: конструктори, робото-технічні системи, електронні пристрої, відеоігри, 3D-принтери, моделі, що використовуються у авіамоделюванні, лабораторні прилади тощо.[50] Об’єктивна необхідність використання засобів STEM-освіти зумовлена їх суттєвим впливом на процес розуміння і застосування інноваційних технологій. Впровадження в освітній процес методичних рішень STEM-освіти дозволить поєднати науку зі шкільними знаннями, сформувати в учнів характеристики, які визначають компетентного фахівця.

Розділ ІІ. Методичні аспекти реалізації STEM-освіти в освітній

процес.

2.1.Особливості реалізації елементів STEM-освіти у навчання

математики. Серед фундаментальних наук особливе місце займає математика, яка зі своєю універсальністю та всеосяжною силою продемонструвала величезну роль у радикальній зміні життя людства, коли на успіхах цієї та суміжних наук лідери держав ухвалювали політичні рішення. «Інноваційне виробництво та високотехнологічний бізнес, які є головними двигунами сучасної економіки, не будуть розвиватися в Україні без належного рівня математичної та природничої освіти… Тому, якщо ми не виведемо на новий рівень інженерно-технічну та природничу освіту, ми не зможемо рухатися далі»,- зазначила міністр освіти і науки України Лілія Гриневич під час презентації концепції «Нова українська школа».[22] Виникає гостра освітня потреба у якісному навчанні сьогоднішніх учнів технічним дисциплінам – математиці, фізиці, інженерії, програмуванню. Але інтерес до вивчення математичних та природничих дисциплін у середній школі знижується, що негативно позначається на інженерно-технічній та природничій освіті у вищій школі. Навчання математики в основній школі передбачає формування предметної математичної компетентності, сутнісний опис якої подано у розділі «Очікувані результати навчально-пізнавальної діяльності» програми з математики. Формування зазначеної компетентності підпорядковується реалізації загальних завдань шкільної математичної освіти.[57, с.6, 49, с.10] Крім того, навчання математики має зробити певний внесок у формування ключових компетентностей. Виокремлення в навчальних програмах таких наскрізних ліній ключових компетентностей, як «Екологічна безпека й сталий розвиток», «Громадянська відповідальність», «Здоров’я і безпека», «Підприємливість і фінансова грамотність», спрямоване на формування в учнів здатності застосовувати знання й уміння у реальних життєвих ситуаціях.[57, с.10, 49, с.14] Наскрізні лінії є засобом інтеграції ключових і загально предметних компетентностей, навчальних предметів та предметних циклів; їх необхідно враховувати при формуванні шкільного середовища. Наскрізні лінії є соціально значимими надпредметними темами, які допомагають формуванню в учнів уявлень про суспільство в цілому, розвивають здатність застосовувати отримані знання у різних ситуаціях.[57, с.10, 49, с.14] Учитель середньої школи як провідник базових знань повинен знайти додаткові резерви для формування мотивації у вивченні свого предмета. Методичні інструменти, які забезпечують формування для учнів навчально-пізнавального середовища, надає вчителю саме STEM- освіта, стверджує Н. Б. Вяткіна [88]. Як наголошує Л. О. Клименко, саме упровадження в освітній процес методичних рішень STEM- освіти дозволить учителю сформувати в учнів найважливіші характеристики, які визначають компетентного фахівця. Ми не можемо дати дитині абсолютно всі знання за час перебування в школі. Сьогодні потрібно дітей навчити, як шукати додаткові знання і як їх використовувати для вирішення власних чи професійних завдань. Уроки математики з використанням елементів STEM-освіти дають можливість не тільки розвивати і підтримувати інтерес до предмета, але й бажання займатися нею і набувати нові знання, сприяти розвитку особистості, умінню виділяти головне в проблемі, формуванню високого рівня елементарних операцій (аналіз, порівняння, аналогія, класифікація). Кожній дитині від природи дана схильність до пізнання необхідно самостійно нового і дослідження оточуючого світу. А ми вчителі повинні прищепити учням бажання до дослідження та озброїти їх методами науково-дослідної роботи. Завдання дослідницького характеру суттєво відрізняються від традиційних завдань вже своїм формулюванням. У формулюваннях дослідницьких завдань немає очевидної відповіді, її учням необхідно самостійно знайти і обґрунтувати. Формулювання завдань можуть бути такими: «дослідити», «вірно, що якщо…, то», «визначити який із виразів… більший», «проаналізуй». Наприклад, при вивченні теми «Функція. Властивості функції» учням 9 класу було запропоноване міні-дослідження. Представник кожної мінігрупи вибирає почергово номер функції, графіки яких зображені на дошці. Кожна мінігрупа обговорює, а потім описує властивості даної функції у зошитах та на дошці під відповідним графіком. У 2017-2018 навчальному році з метою навчання математики й розвитку дослідницьких навичок в 5 класі впроваджується використання робочого зошита з математики для учнів «Я дослідник» ( автор Васильєва Д. В.).[13] Навчальні завдання зошита орієнтовані на формування в учнів навичок самостійної роботи з різними джерелами інформації, розвиток уміння складати таблиці, оформляти результати спостережень у письмовому вигляді, формулювати думку, здійснювати самоконтроль і самооцінку, проводити самоаналіз; уміння аналізувати, порівнювати й узагальнювати. Дослідницькі завдання зошита спонукають учнів дізнатися більш про існуючі проблеми й обговорити можливі шляхи їх вирішення.[13, 12] Складання математичної моделі задачі – це переклад завдання мовою математики. Функцією моделювання може бути опис явищ або процесів, рівнянь, систем рівнянь, нерівностей та ін.. Процес моделювання здійснюється шляхом на основі глибокого аналізу досліджуваного явища (процесу) і вимагає вміння описати явище (процес) мовою математики. Розв’язуючи на уроках математики задачі прикладного характеру (економічні, екологічні, фізичні) шляхом моделювання, учень отримує факти важливості математики для науки і повсякденного життя. Однією із STEM-технологій навчання математики є використання прикладних задач, які кожен вчитель в достатній кількості може підібрати в мережі Інтернет або придумати самостійно, використовуючи дані із реального життя. Це можуть бути задачі про архітектурні споруди рідного селища або про відомі на весь світ пам’ятки архітектури; це задачі біологічного змісту про розмноження бактерій, ріст популяцій комах; хімічного змісту про утворення розчинів, швидкість ходу хімічної реакції; географічного змісту про площу материків, солоність води і морі, висоту гір над рівнем моря; фізичного змісту про швидкість руху тіла, виконану роботу, силу струму тощо. Одним із дієвих засобів є практико-орієнтовані завдання, які можна запропонувати учням 5 класу. Під практико-орієнтованими завданнями розуміють завдання, умови яких є описом ситуацій із повсякденного життя учнів. Прикладом таких завдань можуть бути завдання на складання текстових задач після проведення виробничих екскурсій; практичні роботи, пов’язані з безпосереднім вимірюванням, спостереженням, збором необхідної інформації; задачі на купівлю товарів, оптимізацію витрат тощо. Можна запропонувати п’ятикласникам такі завдання: «Обчисліть площу класної кімнати, виконавши необхідні вимірювання», «Обчисліть довжину плінтуса, необхідного для оздоблення класної кімнати. Скільки вимірів необхідно зробити, враховуючи, що кімната має форму прямокутника?», «Визначте довжину власного кроку та виміряйте кроками довжину і ширину спортивного майданчика біля школи. Якою буде його площа в кроках? В сантиметрах?». Однією з таких форм роботи на уроках математики, яка сприяє розвитку графічних навичок та обчислювальних умінь, є лабораторно-графічні роботи. Вони дають можливість повніше й більш свідомо засвоїти математичні залежності між величинами, ознайомитись із вимірювальними й обчислювальними приладами та їх застосуванням на практиці, навчитися проводити вимірювання та обчислення з певною точністю тощо. Із задоволенням учні «відкривають» для себе геометрію, якщо застосувати на уроках орігамі. Орігамі - мистецтво складання паперу без використання клею та ножиць. Згинання аркуша паперу – найпростіша операція, яка не потребує жодних особливих навичок, крім уяви. Орігамі дає можливість застосовувати графічні вміння та навички учнів у побудові схем, рисунків геометричного характеру на площині та в просторі, причому не користуючись при цьому креслярськими інструментами. Учні працюють з фігурами, перетворюючи їх на інші. У 5 класі можна запропонувати завдання «Побудувати пряму, маючи аркуш паперу». Спочатку завдання дивує учнів, але згодом дехто пропонує провести пряму по одній із сторін прямокутного аркуша паперу. А якщо аркуш має довільну форму? Тоді учні методом спроб і помилок приходять до висновку, що достатньо просто перегнути аркуш – і лінія перегину буде тією самою шуканою прямою. Можна практикувати проведення пленерних уроків – це урок, проведення якого передбачається не в класі, а просто неба із залученням багатства довкілля в усіх його проявах для того, щоб вчитися бачити, слухати і розуміти навколишній світ. На таких уроках можна вдало пов’язати теорію з практикою та реальним життям.Прикладом може бути уроку-екскурсії в 5 класі на тему «Математика навколо нас» (додаток), яку можна провести у кінці навчального року, коли повторюється навчальний матеріал. Урок – екскурсія проводиться на пришкільній території. Головна мета уроку - спостереження за предметами, явищами, процесами, що вивчаються, та використання теоретичних математичних знань на практиці.

2.2.Особливості реалізації елементів STEM-освіти у навчання

фізики.

Процес навчання фізики в основній школі спрямовується на розвиток особистості учня, становлення його наукового світогляду й відповідного стилю мислення, формування предметної, науково-природничої (як галузевої) та ключових компетентностей.[58, с.6] Навчальний фізичний експеримент забезпечує формування в учнів необхідних практичних умінь, дослідницьких навичок та особистісного досвіду експериментальної діяльності. Завдяки цьому учні можуть у межах набутих знань розв’язувати пізнавальні завдання засобами фізичного експерименту. У шкільному навчанні ця форма роботи реалізується завдяки демонстраційним і фронтальним експериментам, лабораторним роботам і короткотривалим дослідам, навчальним проектам, спостереженням.[58, с.15] Можна пропонувати учням домашні практичні роботи з фізики. Наведемо декілька прикладів впровадження елементів STEM-освіти на уроках фізики. Зокрема, метод «критичного читання тексту», для порівняння величин або понять, метод «Діаграма Ейлера-Вена» та «Асоціативний кущ», «Парад розумних думок», створення граф-схем з теми, цікаві запитання з рубрики «Фізика навколо нас», короткі повідомлення або презентації з даної теми тощо. Однією з найважливіших ділянок роботи в системі навчання фізики в школі є розв’язування задач. Задачі різних типів можна ефективно використовувати на всіх етапах засвоєння фізичних знань. За вимогами компетентнісного підходу задачі мають бути наближені до реальних умов життєдіяльності людини, спонукати до використання фізичних знань у життєвих ситуаціях.[58,с.17] Пропонувати учням можна компетентнісні задачі, у яких чітко прослідковуються міжпредметні зв’язки та прикладна спрямованість навчання фізики: задачі із життєвих ситуацій,задачі виробничого характеру. Під час розв’язування задач завжди потрібно заохочувати учнів знаходити інший спосіб, ніж той, що показано на дошці. Потрібно також робити з школярами аналіз, у чому полягають сильні та слабкі сторони кожного із запропонованих розв’язків. Поряд із розрахунковими задачами велике значення мають якісні задачі, які сприяють поглибленню та закріпленню теоретичних знань учнів. Розв’язування якісних задач потребує від школяра аналізу фізичної сутності явища, тому правильний їх розв’язок свідчить про розуміння вивченого матеріалу .В контексті компетентнісно - орієнтованого навчання з фізики особливого значення набувають фото-задачі, задачі-оцінки, творчі-задачі. Школярам не завжди легко вдається зрозуміти фізичні терміни, які вони не бачать або не чують. Наприклад, тиск або розширення обсягу через підвищення температури. У заняттях STEM вони, проводячи розважальні експерименти, легко можуть зрозуміти ці терміни. Самостійне експериментування учнів потрібно розширити домашніми експериментами та спостереженнями, використовуючи саморобні або побутові прилади, дотримуючись при цьому правил безпеки життєдіяльності. Спостерігаючи за об’єктом або явищем, учень отримує якісні їх характеристики, а у ході вимірювання-ще й кількісні. Можна цифровим фотоапаратом фіксувати етапи роботи. Використати Інтернет, де можна знайти однодумців, фахівців та безліч інформації, комп’ютери, на яких за кілька годин можна зробити чудові презентації. Можна учням запропонувати практичні завдання: визначити швидкість іграшкового автомобіля, маючи секундомір і лінійку. Один учень може проконтролювати іншого учня. Так, при вивченні теми «Електричне коло» окремі учні складають кола за вказаними схемами, інші перевіряють їх. У результаті учень контролює і себе, й іншого. Оскільки дев’ятикласники вже починають визначатися щодо свого подальшого навчання та майбутньої професії, то під час вивчення фізичного матеріалу більше уваги приділяється профорієнтації. Тож під час вивчення окремих тем учні знайомляться з професіями, що пов’язані з тією чи іншою галуззю фізики. Наприклад, при вивченні теми «механічні та електромагнітні хвилі» можна провести «парад професій», які пов’язані із застосуванням засобів зв’язку. На уроках фізики потрібно акцентувати увагу учнів на тому, що світ навколо нас є складною системою зв’язків і взаємовпливів. Щоб зрозуміти принцип STEM, необхідно бачити не просто явище, а розуміти, які математично обумовлені фізичні, хімічні, географічні закономірності призвели до його виникнення. Способом формування ціннісного ставлення учнів до фізичного знання є розкриття здобутків вітчизняної науки та висвітлення внеску українських учених у розвиток природничих наук, оскільки конкретні приклади досягнень українських учених, особливо світового рівня, мають вирішальне значення в національному вихованні учнів, формуванні в них почуття гордості за свою Батьківщину й український народ.[58, с.19]

2.3.Інтеграція навчання – основний складник STEM-освіти.

У «Методичних рекомендаціях щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017-2018 навчальний рік» наголошується, що «особливою формою наскрізного STEM-навчання є інтегровані уроки, які спрямовані на встановлення міжпредметних зв’язків, що сприяють формуванню в учнів цілісного, системного світогляду, актуалізації особистісного ставлення до питань, що розглядаються на уроці».[50,66] Савченко О. зазначає , що «змістовні, цілеспрямовані інтегровані уроки вносять у звичайний плин шкільного життя новизну,певною мірою знімають суворі кордони предметного викладання і допомагають дітям емоційно і системно сприйняти деякі поняття, явища».[71,с.42] Цілеспрямовані змістовні інтегровані уроки встановлюють міцні зв’язки між навчальними дисциплінами, вносять новизну в традиційну систему навчання, допомагають учням зрозуміти важливість вивчення основ наук як єдиної системи знань. Інтегровані уроки роблять навчальний процес цікавим, а їх проведення є необхідним для цілісного сприйняття світу та осмислення явищ навколишньої дійсності учнями [66,38,с.3,64,с.32]. Інтегровані уроки можуть проводитися двома шляхами: - через об’єднання схожої тематики кількох навчальних предметі (математика-фізика, фізика-біологія, фізика-основи здоров’я…); - через формування інтегрованих курсів або окремих спецкурсів шляхом об’єднання навчальних програм таких курсів (предметів)[66,50, 64, с.32]. Основою ефективності таких уроків є чітке визначення мети і відповідне їх планування для забезпечення різнобічного розгляду учнями предмету дослідження. Звичайно, таких уроків проводиться небагато, так як складно скоординувати діяльність педагогів, які викладають різні предмети. Але, якщо такі уроки проводяться систематично, це значно впливає на розвиток пізнавальних здібностей школярів. Зокрема, можна провести у 9 класі такі інтегровані уроки: геометрії, фізики, біології та літератури на тему «Площі фігур» (додаток); алгебри та фізики на тему «Функція. Властивості функції» (додаток); геометрії та географії на тему «Прикладні задачі» на застосування матеріалу про розв’язування трикутників, а у 8 класі - геометрії та мистецтва на тему «Чотирикутники-ліворуч, чотирикутники-праворуч»; геометрії та трудового навчання на тему «Чотирикутники». Цікавими інтегрованими є уроки фізики, інтегровані з біологією. Наприклад, багато рослин і тварин мають дивну властивість-прогнозувати зміни погоди, віщувати різні природні явища: землетруси, грози, виверження вулканів. Отже, живі барометри, компаси, сейсмографи-це цікавий матеріал для інтеграції фізики з біологією. Послідовність розташування тем курсу алгебри 7-9 класів забезпечує своєчасну підготовку до вивчення фізики. Під час вивчення, наприклад, рівноприскореного руху використовуюється інформація про лінійну функцію, при електричних явищ-інформацію про пряму і обернену пропорційність. При вивченні механіки потрібно володіти векторними і координатними методами, а при вивченні оптики-знаннями про властивості симетрії. Засвоєння змісту навчальних дисциплін природничо-математичного циклу може позитивно вплинути на учнів, якщо здійснювати це завдання шляхом реалізації міжпредметних зв’язків. Зв’язки математики та фізики, хімії й біології мають місце в тому разі, якщо на уроках математики вивчають поняття, які потім застосовують у конкретних ситуаціях на уроках з цих предметів. На уроках математики учні розв’язують задачі економічного змісту, здійснюють обчислення банківських відсотків податкових платежів, проводять обробку й аналіз статистичних даних, виконують математичне моделювання. Застосовуючи математичні знання учнів на уроках географії учитель тим самим поглиблює ці знання і використовує їх для ґрунтовного засвоєння географічного матеріалу. Учні застосовують знання з математики під час: роботи з різноманітними об’єктами на карті, з використанням масштабу; побудови структурних діаграм; побудови графіків;порівнянні статистичного матеріалу. Існує тісний зв'язок фізики з географією. Фізична географія 6 і 7 класів передбачає вивчення таких навчальних тем, в яких розкриваються фізичні явища та закони, про які дітям ще не відомо. Так про фізичний стан води, його зміни під впливом конкретних чинників і атмосферний тиск та його залежність від висоти над рівнем моря, про фізичний стан гірських порід та матеріалів, їх зміни під впливом температури і тиску, про сонячну радіацію, її вплив на рухи атмосфери Землі, вплив Місяця та Сонця на припливні явища та багато інших явищ учитель географії пояснює першим. Інтегрування знань природознавства, фізики та хімії розширюють сприйняття учнями матеріалу про будову речовини, атома, атомного ядра, елементарних частинок; формують розуміння понять «хімічний елемент», «атоми», «молекули», «йони», «заряд ядра»та ін..; створюють умови для появи глибокого переконання, що положення елементів в періодичній таблиці Менделеєва пов’язано з будовою їх атомів, а будова атомів хімічних елементів визначає властивості речовин, які вони утворюють. Інтеграція фізики та хімії дає можливість учням засвоювати не тільки теоретичні знання, а й виявити свої дослідницькі здібності. Знання фізичних властивостей речовини, фізичних процесів, явищ, законів, дозволяє більш детальніше вивчати хімічні процеси. Особливо зручно проводити інтеграцію знань у 9 класі, коли в учнів є відповідна база знань з предметів і за програмою вивчається цілий розділ «Прикладна математика». Без історичних, біологічних, математичних, фізичних, хімічних знань, знань з мов і літератури учень не зможе пояснити причинно-наслідкових, функціональних, родово-видових, логічно-змістових, просторових зв’язків і закономірностей між реальними об’єктами і явищами, не зможе проаналізувати їх сутність, порівняти ознаки, зробити узагальнення та висновки. Вдале поєднання інтеграції та узгодження знань дасть змогу реалізувати міжпредметні зв’язки. За інтеграцією природничих наук майбутнє, бо вона найкращим чином сприяє формуванню необхідних компетенцій в учнів. Інтегроване навчання-це навчання, яке цілісно забезпечує пізнавальну спрямованість особистості школяра, створюючи умови для самореалізації особистісного потенціалу та саморозвитку.

2.4. Проект як засіб реалізації STEM-освіти на уроках математики та

фізики.

У «Методичних рекомендаціях щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017-2018 навчальний рік» наголошується, що «одним із ефективних засобів формування компетентностей є дослідно-проектна діяльність.»[50] Проектна діяльність – одна з найперспективніших складових освітнього процесу, яка створює умови творчого саморозвитку та самореалізації учнів, формує всі необхідні життєві компетенції: мовленнєві, інформаційні, політичні та соціальні[24, 48, 66, 3, с.6,62, с.16 ] Самостійний пошук знань, їх систематизація, можливість орієнтуватися в інформаційному просторі, бачити проблему і приймати рішення відбувається саме через метод проектів. В основі методу проектів лежать розвиток пізнавальних навичок учнів, умінь самостійно конструювати свої знання й орієнтуватися в інформаційному просторі, удосконалення критичного мислення (схема 2.1 ) [3, 5].

Схема 2.1

Проект як засіб реалізації STEM-освіти у школі дозволяє органічно інтегрувати знання учнів з різних дисциплін під час розв’язання реальних проблем, обумовлює їх практичне використання, генерує при цьому нові ідеї, формує всі необхідні життєві компетенції. Реалізація методу проектів на практиці змінює роль вчителя під час навчального процесу. Із носія готових знань він перетворюється на організатора пізнавальної діяльності учнів. Змінюється й психологічний клімат у колективі, оскільки учителю потрібно переорієнтовувати свою роботу на уроці та роботу учнів на різноманітні види самостійної діяльності, на пріоритет дослідницького, пошукового, творчого характеру. Новою програмою з фізики, яка почала діяти в 2015-2016 навчальному році, визначено виконання навчальних проектів. З урахуванням того, що навчальними програмами з фізики не було раніше передбачено виконання подібних навчальних проектів, а форми й методи роботи сучасний вчитель має право обирати самостійно залежно від свого рівня кваліфікації та досвіду роботи. Під час виконання навчальних проектів вирішується ціла низка різнорівневих дидактичних, виховних і розвивальних завдань: набуваються нові знання, уміння і навички, які знадобляться в житті; розвиваються мотивація, пізнавальні навички; формується вміння самостійно орієнтуватися в інформаційному просторі, висловлювати власні судження, виявляти компетентність.[50, 66, 58, с.16] Розглянемо приклад реалізації методу проектів на уроці фізики. Як приклад, розглянемо проект «Дифузія в побуті та природі». Навчальна мета проекту – з’ясувати суть явища дифузії та пояснити його з точки зору молекулярної будови речовини, дослідити залежність швидкості процесу дифузії у різних речовинах та від температури; розглянути внесок українських науковців, зокрема І. Пулюя, у вивчення явища дифузії; показати роль дифузії у повсякденному житті людини, а також у різних сферах людської діяльності. Працюючи над проектом, семикласники провели різні досліди на прояв явища дифузії, працювали самостійно та у групах; робили припущення, спостереження та висновки; визначили корисні та шкідливі якості дифузії; сформулювали правила безпечної життєдіяльності пов’язані з дифузією; підготували презентацію «Дифузія в побуті», навели приклади українських прислів’їв пов’язаних з дифузією, прослухали повідомлення про наукові відкриття українського фізика Івана Яковича Пулюя. Школярі із задоволенням працюють над проектами на уроках математики. Прикладами виконаних проектів є інформаційні проекти у 5-му класі «Загадковий світ натуральних чисел», в 6-му класі «Пропорція навколо нас», в 7-му класі «Лінійні рівняння і ми» (алгебра), «У світі трикутників» (геометрія), у 8-му класі «Різні способи доведення теореми Піфагора» (геометрія), у 9-му «Квадратична функція»(алгебра). Під час захисту проектів діти вчаться слухати своїх товаришів, аналізувати їхню думку, зіставляти зі своєю. Оцінюючи інших, учні вчаться оцінювати себе, у них формується вміння жити серед людей.

2.5. Робототехніка та моделювання у школі Соціальний заказ суспільства диктує, що сучасний школяр повинен знайомитись з оточуючим світом не тільки на теоретичному рівні але й пізнавати його секрети безпосередньо на практиці. Об’єднати теорію та практику можливо, якщо використовувати освітню робототехніку на уроках. Вона дозволяє відтворювати на уроках динамічні схеми, що відображають визначені явища, зробити демонстрацію дослідів яскравою, кольоровою та більш наочною, а у школярів формуються навички проектування, конструювання та програмування. Використання робототехніки дозволяє суттєво покращати навички учнів в таких дисциплінах як математика, фізика, інформатика, технологія.[50] Зі слів Елада Інбара, засновника компанії, що займається інтеграцією роботів у навчальний процес шкіл США, коли діти взаємодіють з роботами, вони легше сприймають власні помилки. Учні 5 класу з роботами ще не знайомі. Але на уроках математики вони вже знайомляться з елементами моделювання. Цьому сприяють завдання такого типу: за допомогою ручок або олівців (рук) продемонструвати гострий, прямий, тупий або розгорнутий кут; як з аркуша прямокутної форми зробити квадрат; прямокутник розрізати на дві частини так, щоб скласти трикутник тощо. Можна запропонувати п’ятикласникам інші завдання на складання різних фігур, зокрема, із наявних кольорових моделей трикутників, скласти фігуру або орнамент. У кабінеті математики є наявний набір моделей різних фігур «Геометрична мозаїка». Діти залюбки складають запропоновані моделі із даних геометричних фігур (трикутників різних видів і розмірів, квадратів). В 6 класі рівень завдань ускладнюються та урізноманітнюється. При вивченні геометричного матеріалу школярам цікава гра «Танграм». Квадрат розрізають на сім частин, але з них, виявляється, можна скласти безліч фігурок. Учням цікава гра «Стомахій» ( старовинна гра, яку винайшов Архімед), прямокутну смужку, довжина якої у 2 рази більша ширину, розрізають на 14 частин. З цих частин складають фігурки людей, тварин, різні предмети. Батьки можуть не чекати державних реформ, а вже зараз залучати дитину до знайомства зі STEM напрямами. Одним із рішень є придбання роботів-конструкторів або електронних конструкторів. Але чи багато батьків у селі зможуть придбати такий конструктор? Питання відкрите. На щастя, у нашій школі один із батьків придбав для своєї доньки електронний конструктор «Знаток», то ми маємо можливість під час вивчення електричних явищ складати різноманітні схеми за даними інструкціями(паралельне з’єднання лампи і вентилятора, послідовне з’єднання батарей, зарядка конденсатора, датчик руху, автоматичний вуличний світильник музична радіостанція тощо). Схеми складаються за допомогою різних кіл і дають змогу побачити різноманітність електронних технологій. Провівши випробування схеми на цьому конструкторі, учні можуть зібрати таку ж із своїх деталей і застосувати її у реальному житті, бо багато схем придатні для практичного застосування. В навчальному процесі викликають зацікавленість відеоігри, які сприяють розвитку креативного мислення та технічних навичок. Їх використання допомагає вивченню дисциплін STEM. В іграх закладена динамічна модель, що дозволяє взаємодіяти в різних ситуаціях способами недоступними в повсякденному житті, тим самим стимулює стійкий інтерес до науки та розуміння явищ. 2.6.STEM-освіта в позакласній роботі вчителя фізики та

математики.

Потужним засобом заохочувального відбору учнівської молоді, яка зможе реалізувати себе в науково - технічній сфері, є участь у конкурсах, олімпіадах, конференціях, турнірах, наукових пікніках, фестивалях та інших інтелектуальних змаганнях [50]. Невід’ємною частиною добре організованого навчання учнів математики або фізики є позакласна робота. Вона спрямована на задоволення інтересів і запитів дітей. Для проведення і участі в масових позакласних заходах можна залучати не лише тих учнів, які добре знають математику, а й тих, які на уроках пасивні, але мають артистичні здібності, можуть гарно малювати (для випуску математичної газети), і навіть тих, хто зовсім не любить математики. Іноді участь у позакласній роботі стає для таких дітей першим кроком до зацікавленості нею. Позакласна робота з математики або фізики є складовою всього навчального процесу, природним продовженням роботи на уроці. Відомості, здобуті під час цих занять, дають учневі змогу доповнювати в класі відповіді товаришів, наводити цікаві приклади чи виконувати складні досліди. Конкурси і вікторини з фізики краще проводити під час відпочинку в лісі або прогулянок на шкільному майданчику. Завдання цих заходів можуть включати краєзнавчі питання або запитання з орієнтування тощо. Наприклад, можна провести екскурсію на тему «Фізика на весняній стежці». Екскурсії є чудовим варіантом змістовного дозвілля, який дозволяє наочно показати учням переваги технологічних досягнень; узагальнити вивчений теоретичний матеріал та показати можливості його застосування не на уроці. Екскурсії розглядаються як потужний засіб реалізації завдань STEM - освіти: популяризації інженерно-технологічних професій, формування наукового світогляду, інтеграції матеріалу різних навчальних предметів в межах одного навчального дня, здійснення керованої дослідно-проектної діяльності тощо. У «Методичних рекомендаціях щодо впровадження STEМ-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017-2018 навчальний рік» говориться «учні можуть взяти участь у заходах , наприклад, олімпіади з предметів природничо-математичного циклу, міжнародний математичний конкурс «Кенгуру», Всеукраїнський фізичний конкурс «Левеня», Всеукраїнські інтерактивні конкурси «МАН – Юніор Дослідник» і «МАН – Юніор Ерудит», конкурс науково-дослідних робіт школярів МАН [50]. Учні школи (2-9класи) з 2006 року беруть участь у Міжнародному математичному конкурсі «Кенгуру». Головною відмінністю «Кенгуру» від інших конкурсів є його масовість. Учні із задоволенням розв’язують доступні для них цікаві пізнавальні завдання, які частково заповнюють прогалину між розв’язуванням стандартних прикладів та задач із шкільних підручників і досить важкими завданнями районних та обласних олімпіад. Для шкіл розсилається інформаційний вісник «Кенгуру» та сертифікати для учасників. Такі вісники надсилають кожного року, тому в школі вже створена бібліотечка для учнів, які цікавляться цим конкурсом. З 2009 року учні 7-9 класів є учасниками Всеукраїнського фізичного конкурсу «Левеня». Участь у цьому конкурсі дозволяє учням більш глибше зрозуміти закономірності законів розвитку Природи, здобути ґрунтовні знання з фізики та краще підготуватися до ДПА, незалежного тестування, успішної професійної кар’єри в конкурентному середовищі. З метою залучення школярів 5-9 класів до поглибленого вивчення фізико-математичних, технічних і природничих дисциплін, а також історії розвитку науки та історії людства проводиться Всеукраїнський інтерактивний конкурс «МАН - Юніор Ерудит» (тестовий) та «МАН - Юніор Дослідник» (проектна робота). З 2011 року учні нашої школи беруть у ньому участь. Тестові завдання виконуються окремо для кожного класу. Тематика завдань попередньо повідомляється організаторами конкурсу. Наприклад, у номінації «Технік» тематика завдань у 2016-2017 н. р. була: питання з історії науки, етапи життя і внесок Ніколи Тесла в розвиток фізики і техніки; знання про електротехнічні пристрої та їх застосування, а також методи енергозбереження, пов’язані з використанням електричної енергії. Одним із елементів переходу в рамки STEM-освіти є участь у Всеукраїнському конкурсі-захисті науково-дослідницьких робіт учнів Малої академії наук України. Цей конкурс проводиться з метою виявлення, підтримки обдарованої молоді, залучення її до наукових досліджень та створення умов для самореалізації творчої особистості в сучасному суспільстві. Підготовка до захисту робіт МАН – справжній тренінг комунікативних здібностей. Учні школи були учасниками районного та обласного етапів МАН. Різноманіття номінацій конкурсу дає можливість учням проводити дослідження в різних сферах життєдіяльності. Готуючи дітей до участі в такому конкурсі, використовувала різнобічні напрями діяльності учнів, різні форми роботи, які сприяють наближенню школярів до здобуття STEM-освіти.

Висновки Отже, розглянувши питання «Впровадження елементів STEM- освіти в навчання природничо-математичних дисциплін», можна зробити наступні висновки. 1.Ми з’ясували, що STEM-освіта-це: - напрям освіти, започаткований у США у 1990-х р. з метою розвитку науково-технічних компетенцій учнів і розв’язання проблеми браку інженерних кадрів; - один із головних трендів у світовій освіті; інтеграція чотирьох дисциплін (природничі науки, технологія, інжиніринг, математика) в єдину схему навчання, проектне та інтегроване навчання; - освіта, яка закладає інтерес до дослідницької діяльності та готує дітей до життя у технологічно розвиненому житті; - урок, побудований на реалізації конкретного проекту, застосуванні науково-технічних знань у реальному житті; набуття знань через гру та конструювання пристроїв і механізмів; не запам’ятовування фактів, а розуміння і формування практичних навичок і умінь; - підготовка майбутніх фахівців у галузі високих технологій і комунікацій; основа економічного та інноваційного розвитку країни. 2.В процесі дослідження доведено, що раннє залучення в STEM може сприяти кращій соціалізації особистості, тому що розвиває такі навички, як співробітництво, комунікативність і творчість. 3.Було з’ясовано, що за STEM-навчання в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок. Структура уроку повинна включати основні предметні знання, узагальнені (наскрізні) поняття, наукові та інженерні навики. 4.Використання STEM-освіти на практиці це прекрасна можливість навчити учнів мислити та знаходити необхідну інформацію, вирішувати складні завдання, приймати рішення, організовувати співпрацю з іншими учнями та вчителем. Учень вчиться створювати ідеї та втілювати їх в життя, презентувати результати власних досліджень. 5.Запроваження STEM- навчання має відбуватися поступово. 6.З метою залучення учнів до практичної діяльності бажано розширити діапазон форм і методів навчання, способів навчальної взаємодії. 7.Практика роботи показала плідність інтеграції, виявила перспективи подальшого розвитку та удосконалення такого підходу до навчання. 8.Для формування предметних компетентностей учнів учитель має спиратися на систему інтегрованих завдань, спрямованих на застосування знань для розв’язування задач у змодельованих життєвих ситуаціях. 9.Впровадження в освітній процес STEM дозволить сформувати в учнів найважливіші характеристики, які визначають компетентного фахівця. 10.Впровадження STEM- освіти в загальноосвітніх навчальних закладах дає принципово нову модель природничо-математичної освіти з новими можливостями і результатами, як для вчителів, так і для учнів. 11.На сьогоднішній день існує нагальна потреба в підготовці та перепідготовці вчителів, які б могли працювати в даному напрямі і перевести процес впровадження STEM- освіти з поодинокого на масовий рівень . Потрібно забезпечити навчальні заклади необхідними матеріальними ресурсами(конструкторами, комп’ютерами тощо). Переглянути підходи до оцінювання і стимулювання всіх учасників STEM-навчання. 12.Однак існують і труднощі в реалізації педагогічного досвіду по впровадженні елементів STEM- освіти у навчання природничо-математичних дисциплін, такі як недостатня готовність до співпраці деяких учителів - предметників, не завжди технічні можливості школи відповідають задумам та ідеям.

Використана література

1.Антикуз Е. В. Использование метода проектов в преподавании астрономии./ Е. В. Антикуз // Фізика в школах України.-2015-№8(20)-с.11-20.

2.Антикуз О.В. Вивчаємо фізику разом. Навчальний проект./ О. В. Антикуз//Фізика в школах України.-2013-№15-16(235-236)-вкладка.

3 Антикуз О. В. Навчальні проекти з фізики.7-9 класи./О. В. Антикуз.- Х: Вид. група «Основа», 2018-128 с.

4. Безперстова Л. С. Дослідницька діяльність./Л.С. Безперстова// Фізика в школах України.-2014-№7-8(251-252)- вкладка «Фаховий сервер » №2

5.Бондаренко А. Ю. Розвиток творчого потенціалу школярів через науково-дослідну роботу./А.Ю.Бондаренко//Педагогічна майстерня.-2015-№1-с.4-11, №2-с.7-15.

6.Бондаренко С. Ю. Формування в учнів ключових компетенцій у процесі науково-дослідної та проектної діяльності ./С.Ю. Бондаренко//Педагогічна майстерня.-2012-№9(21)-с.2-7.

7.Бондарчук Т.В. Розвиток креативності учнів./Т. В. Бондарчук//Фізика в школах України.-2014-№11-12-с.2-9.

8.Бохан М. Мініпроекти в процесі викладання математики./М. Бохан//Математика. -2005-№29-39(329-330)-с.1-3.

9. Бутенко Т. І. Особливості підготовки й проведення уроків дослідницького характеру (методикою М. М. Поташенка)./Т. І. Бутенко//Фізика в школах України.-2012-№18(214)-с.16-21.

10.Василенко С. Проект «Математика-наука прикладна». 5 клас./С. Василенко,Т. Шубіна//Математика.-2008-№7(451)-с.1-3.

11. Васильєва Д. В. Збірник задач з математики. 5-9 класи: Наскрізні лінії компетентностей та їх реалізація./Д. В. Васильєва, Н. І. Василюк.-К.: Вид.дім. «Освіта», 2017-112 с.

12.Васильєва Д. В. Математика. 5 клас: Розробки уроків та методичні рекомендації. Розвиток дослідницьких навичок./Д. В. Васильєва.-К.: Вид.дім «Освіта», 2017-48 с.

13. Васильєва Д. В. Я дослідник. Математика. 5 клас: Робочий зошит учня./Д. В. Васильєва.-К.: Вид. дім «Освіта», 2017-64 с.

14.Віктор П. А. Науково-дослідницька екологічна експедиція./П.А. Віктор,Л.І. Ятвецька//Фізика в школах України.-2014-№3(03)-с.25-27.

15.Возняк Г. Прикладні задачі : від теорії до практики./Г.Возняк, О.Возняк.-Тернопіль: Мандрівець,2003-136 с.

16.Возняк Г.М. Прикладна спрямованість шкільного курсу математики. Розвязування екстремальних задач./Г.М. Возняк, К.П. Маленюк.-К: Рад. шк., 1984-80 с.

17.Вольянська С.Є. STEM-освіта/С.Є.Вольянська//Довідник сучасного педагога.-Х.: Вид.група «Основа», 2016-с.124-125.

18.Геометрія. Квести.5-11 класи./О.Бакал, С.Баранова, В. Волошин та ін., упор. Семібаламут О., Кирдей І.-К.: Вид дім «Перше вересня». 2017-112 с.

19.Гонтарєв Ф.Ф. Формування технічного світогляду./Ф.Ф. Гонтарєв, Ф.С. Познанський//Фізика в школах України.-2013-№10(230)-вкладка «Школа для вчителя»,№45.

20.Губанова О. Формуємо пошуково-дослідницькі компетенції учнів./О. Губанова//Математика.-2005-№35(335)-с.1-4.

21.Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти.//Математика в школах України.-2012-№6(342)-с.2-9,Фізична газета.-2012- №2-с.3, Інформаційний збірник та коментарі Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України-2012-№4-5, лютий-с.3-56 .

22.Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти: від теорії до практики( у запитаннях та відповідях)./Уклад. І. С. Маркова, В. І. Садкіна.//Математика в школах України .- 2016-№27(507)-с.4-7.

23.Желтуха Т.В. Застосування проблемно-пошукової технології для формування критичного мислення на уроках математики./Т.В. Желтуха//Математика в школах України.-2014-№34-36-с.28-35.

24.Журавльова Р.В. Метод проектів./Р.В.Журавльова//Фізика в школах України.-2014-№13-14(257-258)-с.,№15-16(259-260)-с.2-9.

25. Закон України «Про освіту»./ Вісник.-2017-№2(81)-с.7-103.

26. Засипко А. В. Інноваційні форми і методи позакласної роботи.// Математика в школах України. Позакласна робота.-2015-№1-с.2-5.

27.Каплун С.В. Фізичний практикум у класі та вдома. 9 клас./С.В.Каплун, В.Г. Решетняк .- Х: Веста: Ранок, 2006-80с.

28. Карпова Л.Б. Домашні міні-проекти з природознавства. Розділ «Всесвіт». 5 клас./Л.Б. Карпова//Фізика в школах України.-2014-№13-14(257-258)-с.9-12.

29.Карпова Л.Б. Навчальні та інноваційні навички ХХІ століття. /Л.Б.Карпова//Фізика в школах України.-2013-№7-с.22-24.

30.Карпова Л.Б. Розвиток критичного мислення./Л.Б.Карпова//Фізика в школах України.-2013-№10-с.26.

31.Кириленко М.І. Фізика, МАН та електротехніка./М.І. Кириленко//Фізика в школах України.-2014-№1-2-с.26-32.

32. Кириленко С. Поліфункціональний урок у системі STEM-освіти: теоретико-методологічні та методичні сегменти./С.Кириленко,О.Кіян//Рідна школа.-2016-№4-с.50-54.

33.Коваленко О. STEM- освіта: досвід упровадження в країнах ЄС та США./О.Коваленко, О.Сапрунова.//Рідна школа.-2016-№4-с.46-49.

34.Коваль Н. Квести на уроках фізики./Наталія Коваль.-К.: Вид. дім «Перше вересня», 2017.-120 с.

35.Колтовська О. Прикладна спрямованість шкільного курсу математики./Олена Колтовська//Математика.-2008-№3(447)-с.1-6.

36.Компанець Н.В.Профорієнтаційна робота на уроках фізики./Н.В.Компанець//Фізика в школах України.-2015-№17-18(285-286)-с.38-43.

37. Корнієнко О.Р. Про актуальність запровадження STEM-навчання в Україні.[Електронний ресурс]./О.Р.Корнієнко-Режим доступу: //http:elenakornienko.blogspot.com/2016/02/stem.html.-Назва з екрана.

38.Кравченко Т.В. Інтеграційні аспекти викладання фізики./Т.В.Кравченко//Фізика в школах України.-2013-№18-с.2-4.

39.Кравченко Т.В. Інтеграція фізики й інших предметів. / Т.В. Кравченко//Фізика в школах України.-2012-№21(217)-с.11-12

40.Кравченко Т.В. Розвиток креативного мислення./Т.В.Кравченко, В.М.Стьопіна//Фізика в школах України.-2015-№9-10-с.16-18.

41.Крайня Л.А. Створення умов для формування креативних умінь і навичок./Л.А.Крайня//Фізика в школах України. Позакласна робота.-2014-№12-с.5-16.

42.Кривицька О.В. Дослідницькі методи .З історії впровадження дослідницької технологіях./О.В.Кривицька//Фізика в школах України.-2015-№13-14(281-282)-с.18-27.

43.Кривороженко Г.О. Навчальний проект «Фізика і медицина»./Г.О.Кривороженко//Фізика в школах України.-2013-№4(224)-с.31-35.

44. Кутателадзе О.В. Крок у майбутнє. Організація дослідницької діяльності учнів./О.В.Кутателадзе//Математика в школах України. Позакласна робота.-2013-№10-с.2-5.

45 Лабковськиий В.Б. Фізика після уроків. Матеріали для організації профільного навчання. І частина. -Х: «Основа», 2004-128 с.

46. Лазоренко Т.І. На гостині у казковій задачі. Міні-проект для учнів 5 класу./Т.В. Лазоренко//Математика в школах України.-2014-№27(435)-с.19-24.

47. Мазур С.В. Розвиток експериментальних і дослідницьких навичок учнів./С.В. Мазур//Фізика в школах України.-2014-№9-10(253-254)-с.17-20.

48. Максимович З.Ю. Проектна технологія (теорія, досвід)./З.Ю.Максимович, Л.В. Варениця, М. М. Білик//Фізика в школах України.-2013 №20(240),№22(242),№23-24(243-244),вкладка «Школа для вчителя».

49.Математика. Навчальна програма для 5-9 класів загальноосвітніх навчальних закладів.//Математика.-2017-№14(818)-с.4-22.

50.Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017-2018 навчальний рік.(Лист ІЗМО № 21. 1/10-1470 від 13.07.17 року).

51. Міжпредметні зв’язки під час вивчення фізики в середній школі. Пос. для вчителів. За ред. О. В. Сергєєва.-К: Рад. шк.,1979-118 с.

52. Михальчук В.М. Міжпредметні зв’язки./В.М. Михальчук//Фізика в школах України.-2014-№11-12-с.9-11.

53.Моделі в геометрії. Виготовляємо моделі власноруч./Укладач Н.М.Повзло//Математика в школах України.-2014-№1-2(409-410)-с.63-71.

54.Молчанова Т.В. Теория функции в терминах примитивных бытовых приборов./Т.В.Молчанова//Математика в школах України.-2014-№27(435)-с.2-7.

55.Осипова М.В. Використання між предметних зв’язків у викладанні фізики./М.В. Осипова//Фізика в школах України.-2012-№9-10,вкладка.

56.Охрименко Н.О. Розвиток креативного мислення учнів у процесі пізнавальної діяльності./Н.О. Охрименко//Фізика в школах України. Позакласна робота.-2014-№6(06)-с.11-15.

57. Навчальні програми для загальноосвітніх навчальних закладів України + опис ключових змін. Математика. Інформатика. 5-9 класи.-К.: Вид. дім «Освіта», -2017-56 с.

58.Навчальні програми для загальноосвітніх навчальних закладів України + опис ключових змін. Фізика. Природознавство. 5-9 класи.-К.: Вид. дім «Освіта»,2017-48 с.

59.Наказ МОН України №188 від 29.02.2016 р. «Про створення робочої групи з питань впровадження STEM- освіти в Україні».[Електронний ресурс].-Режим доступу: mon.gov.ua.

60.Панченко С.Ю. Розвиток міжпредметних компетентностей учнів на уроках математики./С.Ю. Панченко//Математика в школах України.-2017-№22-24(538-540)-с.80-88.

61. Пелагейченко М.Л. Метод проектів. Структура та типологія шкільних проектів./М.Л.Пелагейченко//Педагогічна майстерня.-2012-№7(19)-с.16-22.

62.Пелагейченко Л.М. Метод проектів. Історія розвитку./Л.М. Пелагейченко//Педагогічна майстерня.-2012-№6(18)-с.9-14, №8(20)- с.26-32.

63.Погрібна Л.А. Практичне спрямування математики./Л.А. Погрібна//Математика в школах України.-2014-№15(423)-с.30-36.

64. Полевська Л.О. Про інтегровані уроки./Л.О.Полевська//Фізика в школах України.-2013-№11-12-с.31-34.

65.Применко Л.Л. Використання технології проектів./Л.Л. Применко//Педагогічна Житомирщина.-2009-№1(49)-с.68-70.

66. Проект Концепції STEM – освіти в Україні[Електронний ресурс].mk-kor.at.ua/STEM/ STEM_2017.pdf

67.Пугач І.О. Екологічне виховання дітей. Навчальний проект./І.О.Пугач//Фізика в школах України.-2013-№4(224),вкладка.

68. Пупенко О.М. Формування цілісного світогляду учнів засобами інтеграції навчальних дисциплін./О.М. Пупенко//Математика в школах України .-2012-№22-24-с.29-33.

69. Рафальська О.Д. Метод проектів./О.Д. Рафальська//Математика в школах України. Позакласна робота.-2012-№9(210)-с.5-11.

70. Роміцина Л. В. Математична освіта - освіта для життя./Л. В. Роміцина//Житомирщина педагогічна. Електронний науково-методичний журнал.-16.08.2017-№3(7).

71.Савкіна Т.С. Диференційований підхід: інтеграція біології та фізики./Т.С. Савкіна,О.С.Сорока//Фізика в школах України.-2015-№23-24-с.41-44.

72.Савкіна Т.С. Міжпредметна інтеграція як спосіб формування предметних компетентностей./Т.С. Савкіна, В.І.Войцеховська//Фізика в школах України.-2015-№9-10-с.2-7.

73.Савкіна Т.С. Підвищення якості навчання фізики шляхом пошукової діяльності./Т.С.Савкіна//Фізика в школах України.-2014-№9-10(253-254)-с.15-16.

74.Сергеев А.В. Наблюдения учащихся при изучении физики на первой ступени обучения. Пос. для учителей./А.В.Сергеев-К.:Рад.шк.,1987-152с.

75.Собчишин Г. Інтеграція математики з іншими навчальними дисциплінами./Галина Собчишин//Математика.-2010-№11(551)-с.1-6.

76.Стрельникова Т. Что такое STEAM-образование? [Электронный ресурс]/Т.Стрельникова.- Режим доступа: http://www.unikaz.asia/ ru/content/chto-takoe-steam-obrazovanie.-Название с экрана.

77.Стукал В.В. Формування життєво важливих компетенцій на уроках фізики./В.В. Стукал//Фізика в школах України.-2013-№15-16(235-236)-с.52-60.

78.Сухобоченкова Є.Н. Профорієнтаційна робота на уроках фізики . /Є.Н.Сухобоченкова//Фізика в школах України.-2008-№3(103)-с.6-11.

79. Сухобоченкова О.М. Рекомендації з підготовки науково-дослідницької роботи./О.М. Сухобоченкова//Фізика в школах України. Позакласна робота.-2014-№7(07)-с.2-4.

80. Терешин Н.А. Прикладная направленность школьного курса математики. Кн. для учителя./Н.А. Терешин.-М.: Просвещение, 1990-96 с.

81. Трушкова Т.С. Використання міжпредметних зв’язків для розвитку пізнавальних інтересів учнів./Т.С. Трушкова//Фізика в школах України. Позакласна робота.-2016-№2-с.23-28.

82. Трушкова Т.С. Міжпредметні зв’язки та розвиток пізнавальних інтересів учнів./С.Т. Трушкова//Фізика в школах України.-2016-№13-14-с.35-39.

83.Урок математики в сучасних технологіях: теорія і практика. Метод проектів. Компютерні технології. Розвивальне навчання./Уклад. І.С. Маркова.-Х.: «Основа»: «Тріада+», 2007-114с.

84. Чуйко О.В. Використання методу проектів на уроках та в позаурочний час./О.В. Чуйко//Фізика в школах України.-2008-№11-12(111-112)-с.2-5.

85. Шоман Н.Ф. Психолого-педагогічна суть поняття «навчальний прект»./Н.Ф. Шоман//Педагогічна майстерня.-2012-№7(19)-с.23-26.

86. Шубіна Т. Проектна діяльність як важливий аспект компетентнісної освіти учнів./Т.Шубіна//Педагогічна Житомирщина.-2013-№4(72)-с.45-48.

87.Шулікін Д. STEM-освіта[Електронний ресурс]./Д. Шулікін. -Режим доступу:http://iteach.com.ua/news/mass-media/?pid=2621/-Назва з екрана.

88. Як надати нашим дітям STEM-освіту. 8 кроків до успішного майбутнього.Режим доступу:http://vynahidnyk.org/arhiv-novyn-ta-podiy/STEM.html.-Назва з екрана.